计算机网络自顶向下方法第七版课后习题答案第五章（陈鸣 译 机械工业出版社）

计算机网络自顶向下方法第七版课后习题答案第五章

复习题

5.1节

• R1:
  每个路由器的控制意味着在每个路由器中都运行一种路由算法。 转发和路由功能都限制在每个路由器内。 每个路由器都有一个路由组件，该组件与其他路由器中的路由组件进行通信，以计算其转发表的值。 在这种情况下，我们说网络控制和数据平面是单片实现的，因为每个路由器都充当实现其自己的控制和数据平面的独立实体。
• R2:
  逻辑上集中的控制意味着逻辑上中央的路由控制器计算和分配要由每个路由器使用的转发表，并且与每个路由器的控制不同，每个路由器都不计算其转发表。 在逻辑集中控制的情况下，数据平面和控制平面在单独的设备中实现； 控制平面在一个中央服务器或多个服务器中实现，数据平面在每个路由器中实现。

5.2节

• R3:
  集中式路由算法通过使用有关网络的完整的全局知识来计算源与目标之间的成本最低的路径。该算法需要完全了解所有节点之间的连通性以及所有链接的成本。实际的计算可以在一个站点上运行，也可以在每个路由器的路由组件中复制。分布式路由算法由路由器以迭代，分布式的方式计算租用成本路径。使用分散算法，任何节点都无法获得有关所有网络链路成本的完整信息。每个节点仅从了解自己直接连接的链接的成本开始，然后通过迭代计算和与其相邻节点的信息交换的过程，一个节点逐渐计算出到达目的地或一组目的地的成本最低的路径。
  OSPF协议是集中式路由算法的示例，而BGP是分布式路由算法的示例。
• R4:
  链路状态算法：使用关于网络的完整的全局知识，计算源和目标之间的成本最低的路径。 距离矢量路由：最小成本路径的计算以迭代，分布式的方式进行。 节点仅知道它应该转发数据包以便沿着最小成本路径到达给定目的地的邻居，以及该路径从其自身到目的地的成本。
• R5:
  无限计数问题是指距离矢量路由的问题。 该问题意味着，当链路成本增加时，距离矢量路由算法收敛需要很长时间。 例如，考虑由三个节点x，y和z组成的网络。 假设最初的链路成本为c（x，y）= 4，c（x，z）= 50和c（y，z）= 1。 距离矢量路由算法的结果表明，z到x的路径为z→y→x，成本为5（= 4 + 1）。 当链接（x，y）的开销从4增加到60时，将花费44次迭代来运行节点z的距离矢量路由算法，以实现其到x的新的最小开销路径是通过直接链接到x ，因此y也将通过z实现其到达x的最小成本路径。
• R6:
  否。每个自治系统都具有管理自治权，可以在自治系统内进行路由。

5.3–5.4节

• R7:
  政策：在自治系统中，政策问题占主导地位。源自给定AS的流量不能通过另一个特定AS可能很重要。类似地，给定的AS可能希望控制其在其他AS之间承载的传输流量。在一个自治系统内，所有事物名义上都处于相同的管理控制之下，因此，在选择自治系统内的路由时，策略所起的作用要小得多。
  可扩展性：路由算法及其数据结构可扩展以处理往/往大量网络的路由的能力是AS间路由的关键问题。在自治系统内，可伸缩性就不那么重要了。一方面，如果单个管理域太大，则始终可以将其划分为两个AS，并在两个新AS之间执行AS间路由。
  性能：由于跨AS路由是面向策略的，因此所用路由的质量（例如性能）通常是次要的问题（即，满足某些策略标准的更长或更昂贵的路由很可能会被替代）。较短但不符合该条件的路线）。确实，我们看到在AS中，甚至没有与路由相关的成本（AS跳数除外）概念。但是，在单个自治系统内，此类策略问题的重要性就不那么重要了，它使路由可以将更多的注意力集中在路由上实现的性能水平上。
• R8:
  错误。
  使用OSPF，路由器会将其链接状态信息广播到其所属的自治系统中的所有其他路由器，而不仅是相邻的路由器。 这是因为使用OSPF，每台路由器都需要构建整个AS的完整拓扑图，然后在本地运行Dijkstra的最短路径算法，以确定到达同一AS中所有其他节点的最低成本的路径。
• R9:
  OSPF自治系统中的区域是指一组路由器，其中每个路由器向同一组中的所有其他路由器广播其链接状态。 可以将OSPF AS分层配置为多个区域，每个区域都运行自己的OSPF链路状态路由算法。 在每个区域内，一个或多个区域边界路由器负责将数据包路由到该区域之外。 出于可扩展性的原因引入了区域的概念，即，我们想为大型OSPF AS构建分层路由，并且区域是分层路由中的重要构建块。
• R10:
  子网是较大网络的一部分。 子网不包含路由器； 它的边界由路由器和主机接口定义。 前缀是CDIRized地址的网络部分； 它以a.b.c.d / x的形式编写； 前缀覆盖一个或多个子网。 当路由器在BGP会话中发布前缀时，它会在该前缀中包含许多BGP属性。 在BGP行话中，前缀及其属性是BGP路由（或简称为路由）。
• R11:
  路由器使用AS-PATH属性来检测和防止循环播发。 他们还使用它在多个路径中选择相同的前缀。 NEXTHOP属性指示沿到指定前缀的广告路径（接收广告的AS的外部）的第一个路由器的IP地址。 路由器在配置其转发表时会使用NEXT-HOP属性。
• R12:
  一级ISP B可能不会在B与之建立对等协议的两个其他一级ISP（例如A和C）之间传送传输流量。 为了实施此策略，ISP B不会向通过C的A路由发布广告； 并且不会在通过A的C路由上做广告。
• R13:
  假。 BGP路由器可以选择不将其自己的身份添加到接收的路径中，然后将该新路径发送到其所有邻居，因为BGP是基于策略的路由协议。 在以下情况下可能会发生这种情况。 接收路径的目的地是其他一些AS，而不是BGP路由器的AS，并且BGP路由器不想充当转接路由器。

5.5节

• R14:
  通信层负责通过诸如OpenFlow之类的协议在SDN控制器和那些受控网络设备之间进行通信。通过该层，SDN控制器控制远程启用SDN的交换机，主机或其他设备的操作，并且设备将本地观察到的事件（例如，指示链接故障的消息）传达给控制器。
  全网状态管理层提供有关网络主机，链接，交换机和其他SDN控制的设备的状态的最新信息。控制器还维护各种受控设备的流表的副本。
  网络控制应用层代表SDN控制平面的大脑。该层的应用程序使用SDN控制器提供的API来指定和控制网络设备中的数据平面。例如，路由网络控制应用程序可能会确定源和目标之间的终端路径。另一个网络应用程序可能会执行访问控制。
• R15:
  我将在SDN的网络控制应用程序层中实现新的路由协议，因为这是路由协议确定源与目标之间的端到端路径的层。
• R16:
  以下是从控制器到受控制设备的SDN控制器南向流动的消息类型的列表。 这些消息的接收者是受控的分组交换机。
  •配置。 该消息使控制器可以查询和设置交换机的配置参数。
  •修改状态。 控制器使用此消息来添加/删除或修改交换机流表中的条目，以及设置交换机端口属性。
  •读取状态。 控制器使用此消息从交换机的流表和端口收集统计信息和计数器值。 •发送数据包。 控制器使用此消息从受控交换机的指定端口发送特定数据包。
  还有网络控制应用程序（作为发送者）通过北向接口发送给控制器的消息，例如，用于在控制器的状态管理层中读取/写入网络状态和流表的消息。
• R17:
  从受控设备到控制器的两种消息：
  •流量已删除的消息。 其目的是通知控制器流表条目已被删除，例如由于超时或接收到的修改状态消息的结果。
  •端口状态消息。 其目的是通知控制器端口状态的变化。 从控制器到受控设备的两种消息：
  •修改状态。 目的是添加/删除或修改交换机流表中的条目，并设置交换机端口属性。
  •读取状态。 目的是从交换机的流表和端口中收集统计信息和计数器值。
• R18:
  服务抽象层允许内部网络服务应用程序相互通信。 它允许控制器组件和应用程序调用彼此的服务并订阅它们生成的事件。 该层还为通信层中的特定基础通信协议（包括OpenFlow和SNMP）提供统一的抽象接口。

5.6–5.7节

• R19:
  Echo reply (to ping), type 0, code 0
  Destination network unreachable, type 3 code 0
  Destination host unreachable, type 3, code 1.
  Source quench (congestion control), type 4 code 0.
• R20:
  ICMP警告消息（类型11代码0）和目标端口不可达的ICMP消息（类型3代码3）。
• R21:
  管理服务器是一种应用程序，通常在人员中处于循环中，并在网络运营中心的集中式网络管理站中运行。它控制网络管理信息的收集，处理，分析和/或显示。在管理服务器中启动操作以控制网络行为，网络管理员使用管理服务器与网络设备进行交互。
  受管设备是驻留在受管网络上的网络设备（包括其软件）。受管设备可以是主机，路由器，交换机，中间盒，调制解调器，温度计或其他网络连接的设备
  网络管理代理是在受管设备中运行的进程，该进程与受管服务器进行通信，并在受管服务器的命令和控制下在受管设备上执行本地操作。
  管理信息库（MIB）收集与托管网络中的那些托管对象相关的信息。 MIB对象可能是计数器，例如由于IP数据报头中的错误而在路由器处丢弃的IP数据报的数量，或主机接收到的UDP段的数量，或者状态信息（例如特定设备是否为IP地址）。正常运作。
• R22:
  GetRequest是从管理服务器发送到代理的消息，用于请求代理的受管设备上一个或多个MIB对象的值。
  SetRequest是管理服务器用来设置受管设备中一个或多个MIB对象的值的消息。
• R23:
  SNMP陷阱消息是作为对受管设备上发生的事件的响应而生成的，该设备的管理服务器需要对其进行通知。 它用于通知管理服务器出现异常情况（例如，链接接口出现故障），从而导致MIB对象值发生更改。

习题

• P1:
  y-x-u, y-x-v-u, y-x-w-u, y-x-w-v-u,
  y-w-u, y-w-v-u, y-w-x-u, y-w-x-v-u, y-w-v-x-u,
  y-z-w-u, y-z-w-v-u, y-z-w-x-u, y-z-w-x-v-u, y-z-w-v-x-u,

• P2:
  

• P3:
  

• P4:
  a)
  
  b)
  
  c)
  
  d)
  
  e)
  
  f)
  

• P5:
  

• P6:
  这个问题的措词有点含糊。我们的意思是“从第一次运行该算法起的迭代次数”（也就是说，假设节点最初拥有的唯一信息是其最近邻居的成本）。我们假设该算法是同步运行的（也就是说，第一步，所有节点同时计算其距离表，然后交换表）。
  在每次迭代中，节点都与其邻居交换距离表。因此，如果您是节点A，而您的邻居是B，则B的所有邻居（全都是您的一跳或两跳）将在一次迭代后（即，在B告诉他们您的费用）。
  令d为网络的“直径”-网络中任何两个节点之间没有环路的最长路径的长度。使用上面的推理，在1-d迭代之后，所有节点将知道到所有其他节点的d的最短路径成本或更少的跳数。由于任何跳数大于d的路径都将具有循环（因此，与删除该循环的路径相比，其成本更高），该算法最多可收敛1-d迭代。
  旁白：如果DV算法是由于链路成本的变化而运行的，那么除非收敛性也指定了链路成本的界限，否则在收敛之前，所需迭代次数没有先验界限。

• P7:
  a) Dx(w) = 2, Dx(y) = 4, Dx(u) = 7
  

• P8:
  

• P9:
  不，这是因为降低的链接成本不会引起循环（由该链接的两个节点之间的下一跳关系引起）。 用链接连接两个节点等效于将链接权重从无限减小为有限权重。

• P10:
  在每个步骤中，节点距离矢量的每次更新都基于Bellman-Ford方程，即仅减小其距离矢量中的那些值。 价值没有增加。 如果没有更新，则不会发送任何消息。 因此，D（x）不增加。 由于这些成本是有限的，因此最终距离矢量将以有限的步长稳定下来。

• P11:
  

• P12:
  由于从AS到BGP中的目的地都可以获得完整的AS路径信息，因此环路检测很简单–如果BGP对等方在AS路径中接收到包含其自己的AS编号的路由，则使用该路由将导致环路。

• P13:
  选择的路径不一定是最短的AS路径。 回想一下，在路由选择过程中要考虑许多问题。 由于经济原因，与较短的无环路径相比，很可能首选较长的无环路径。 例如，一个AS可能更喜欢将流量发送到一个邻居，而不是另一个AS距离较短的邻居。

• P14:
  a) eBGP
  b) iBGP
  c) eBGP
  d) iBGP

• P15:
  a）I1，因为此接口开始了从1d到网关路由器1c的成本最低的路径
  b）I2。 两条路由的AS-PATH长度均相等，但是I2开始具有最接近的NEXT-HOP路由器的路径。
  c）I1。 I1开始具有最短AS-PATH的路径。

• P16:
  C强迫B在东海岸将B的所有流量移交给D的一种方法是C仅通过其与C的东海岸对等点通告其到达D的路线。

• P17:
  
  在上述解决方案中，X不知道AC链路，因为X并未收到到w或y的包含AC链路的广告路由（即X到a的路径上均未收到包含AS A和AS C的广告） 目的地。

• P18:
  BitTorrent文件共享和Skype P2P应用程序。 考虑一个BitTorrent文件共享网络，其中对等点1、2和3分别位于存根网络W，X和Y中。 由于BitTorrent的文件共享机制，可能需要对等端2从对等端1获取数据块，然后将这些数据块转发到3。这等效于B转发最终目的地为存根网络Y的数据。

• P19:
  A应该建议B两条路由，即AS路径A-W和A-V。
  A应该只向C建议一条路线，即A-V。
  C接收AS路径：B-A-W，B-A-V，A-V。

• P20:
  由于Z希望传递Y的流量，因此Z将向Y发送路由通告。以这种方式，当Y的数据报的目的地是可以通过Z到达的IP时，Y可以选择通过Z发送数据报。 但是，如果Z将路由通告给Y，则Y可以将这些路由重新通告给X。因此，在这种情况下，Z无法采取任何措施阻止流量从X传递到Z。

• P21:
  由于多种原因，请求响应模式通常会有更多开销（根据交换的消息数衡量）。首先，管理者收到的每条信息都需要两条消息：轮询和响应。陷印只会向发送者生成一条消息。如果管理者确实只希望在条件发生时得到通知，则轮询会产生更多开销，因为许多轮询消息可能表明等待的条件尚未发生。仅当条件发生时，陷印才会生成一条消息。
  当事件发生时，陷阱也会立即通知管理器。使用轮询时，经理需要在事件发生到经理（通过其轮询消息）发现事件已发生之间等待平均半个轮询周期。
  如果陷阱消息丢失，则受管设备将不会发送其他副本。如果轮询消息或其响应丢失，则经理将知道丢失了一条消息（因为答复永远不会到达）。因此，如果需要，经理可以重新查询。

• P22:
  通常，最需要网络管理的时间是在压力时期，此时网络可能严重拥塞，数据包丢失。 通过在TCP上运行SNMP，TCP的拥塞控制将导致SNMP在网络管理器需要发送SNMP消息的确切时间后退并停止发送消息。